15. Колебательный контур lc.

Э л.м. поле излучения Е' и Н' создается полями Е и Н, связанными с движущимися зарядами и токами. Поля Е и Н очень быстро убывают с удалением от их источ-ов: обратно пропор-о квадрату рас-я (законы Кулона и Био–Савара–Лапласа). Индуктированные же поля Е' и Н' и на больших рас-х от ист-ка взаимно порождаются и полностью отрываются от первонач-о породивших их зарядов и токов. Так любой ускоренно движ-ся заряд или изменяю-ся ток порождает распространяющееся от него во все стороны эл.м. поле излу-я. Эл. Кол-й контур – контур, где поддержи-ся длительное переменное движ-е зарядов и токов => длительное излуч-е эл.м. волн.

Эл. цепь, сост-ая из послед-о соед-ых конденс-а емк-ю С и катушки инд-ю L. Пусть вначале цепь разомк-а, а на обкладках конд-а наход-я заряды ±q₀. Тогда контур будет обладать энергией W, равной эн-и заряж-го конд-а W_эл, кот-я локализована в эл. поле конд-а (рис,а). Пусть сопрот-е контура мало R=O.

Замкнем контур ключом К конденсатор начнет разр-ся, но ток в контуре будет нарастать лишь постеп-о вследствие «электрической инертности» катушки. По мере умен-я заряда на обкладках конд-а его эн-я будет убывать. Так как R=O и других возможн-й потери эн-и здесь нет, эн-я контура меняться не должна. Убыль эн-и эл. поля конд-а в точности возмещ-ся увели-ем эн-и возникающего и растущегo магн поля катушки (рис,б). Когда конд-р полностью разр-я, ток будет макс-м. Вслед за этим конд-р начнет перезар-я, и ток начнет убывать(постепенно).

Максимальный ток i_макс легко выч-ть: из з сохр-я эн-и. Когда q=0, энергия W_эл=0 и вся сосред-а в магн поле катушки => W=W_магн=k’²Li²_макс/2, отсюда: i_макс=q₀/√( k’²LC). Когда ток прекрат-я, W_магн =0 и W_эл примет прежнее знач-е — заряды на обкл-х конд-а достигнут прежней велич-ы и лишь поменяются знаками. Затем возникнет ток обратного направ-я, конд-р снова перез-я, и пр-с будет повт-ся (рис,в–д). Так, в контуре возн-ут эл. кол-я заряда–тока. Поэтому цепь, предст-ю на рис. наз-ют кол контуром.

15. Переменный ток. Активное и реактивные сопротивления. Резонанс в цепи переменного тока, rlc-цепочка.

Э л током наз-ся направл-ое дв-е эл зарядов. Если ток со временем меняется: dq/dt≠const, то он явл-ся перем-м. Полное сопр-е (импеданс): Z=√[R²+X²]=√[R²+(X_L–X_C)²], где R- активное сопр-е(нагрузки), X_L=ωL –реактивное сопр-е (индуктивное), X_C=1/ωС – реакти-е сопр-е (емкостное), X=(X_L–X_C) –Реактанс (реакт-е сопр-е). Эл. резонанс – резкое возр-е амплитуды тока(ω=ω₀). I_m=U_m/Z. При Z_min наступает резонанс => Z_min=R => X_L–X­_C=0 => X_L=X­_C. => ωL=1/ωС => ω₀=√(1/LC) –резонанс. Q=(1/R)√(L/C). Пример: R₁<R₂ => Q₁>Q₂. Явл-е резонанса испол-ся для выдел-я из сложного напряж-я нужной составляющей. Пример: настроив контур на одну из частот ω (т.е. подобрав соотв-им образом С и L) можно пол-ть на конд-е напр-е, в Q раз превышающее знач-е данной составляющей, в то время как напр-е, создаваемое на конд-е другими сост-ми, будет слабым (например: при настройке радиоприёмника на необ-ю длину волны).